一、方案背景

隨著城市的發(fā)展，人們對于生活水準的要求也越來越高，對于食物的品質需求也越來越高，我作為世界農業(yè)大國，農業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢慢慢降低，智慧化農業(yè)將帶來一次新的農業(yè)結構改革。農業(yè)的根本問題是效率不高、效益不強、效能不夠，原因在于各生產要素缺乏耦合效應，產業(yè)鏈銜接不緊農業(yè)大系統循環(huán)性、協同性不夠。這導致了農業(yè)發(fā)展較為粗放，而這種粗放也是長期以來農業(yè)基準數據資源薄弱、數據結構不合理、數據細節(jié)程度不夠、數據標準化、規(guī)范化水平差等原因緊密相連。

物聯網技術的不斷發(fā)展，越來越多的技術應用到農業(yè)生產中。目前，遠程監(jiān)控系統、無線傳感器監(jiān)測等技術日趨成熟，并逐步應用到了智慧農業(yè)建設中，主要包括環(huán)境、動植物信息檢測，溫室農業(yè)大棚信息檢測和標準化生產監(jiān)控，精農業(yè)中的節(jié)水灌溉等應用模式。提高了農業(yè)生產的管理效率、提升了農產品的附加值、加快了智慧農業(yè)的建設步伐。

二、現狀及痛點

在農業(yè)生產過程中，農作物的生長與自然界的多種因素息息相關，其中包括大氣溫度、大氣濕度、土壤的溫度濕度、光照強度條件、二氧化碳濃度、水分及其他養(yǎng)分等等。傳統農業(yè)作業(yè)過程中，對這些影響農作物生長的參數進行管理，主要依靠人的感知能力，存在著極大的不準確性，農業(yè)生產也就成為一種粗放式管理，達不到精細化管理的要求。

以傳感器與無線通信網絡相結合的全方位環(huán)境監(jiān)測控制系統在設施農業(yè)中大受歡迎，并迅速推廣開來。針對農業(yè)大棚管理的現狀及痛點，提出智慧農業(yè)物聯網解決方案。

三、方案概述

智慧農業(yè)物聯網解決方案基于2G/3G/4G/5G/NB-IoT/LoRa等無線通信技術，通過蜂窩物聯的智能采集終端及無線連接設備，搭載相應的傳感器，如空氣溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器等，實時采集空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2濃度以及光照度、PH值等環(huán)境參數，自動開啟、關閉或遠程控制指定設備?？梢愿鶕脩粜枨?，隨時進行處理，為設施農業(yè)綜合生態(tài)信息自動監(jiān)測、對環(huán)境進行自動控制和智能化管理提供科學依據。

同時根據客戶應用場景的不同，在硬件的基礎上連接不同的傳感器，可適用于不同的應用，包括農業(yè)溫室大棚、林業(yè)、漁業(yè)等。

四、系統組成

智慧農業(yè)物聯網解決方案是為智慧農業(yè)化管理專門設計的智慧管理系統，系統通過傳感器（如空氣溫濕度、CO?濃度傳感器、土壤溫濕度傳感器、綜合氣象等裝置）進行農業(yè)信息采集，利用計算機局域網、2G/3G/4G、ZigBee、LoRa、NB-IoT等無線通信網等，對監(jiān)測點、監(jiān)控中心及農業(yè)信息中心之間進行信息的傳輸，實現農業(yè)信息采集、傳輸、處理，形成綜合數據庫。實現科學、及時和準確的調配農業(yè)調整，達到節(jié)能，高產、高效的目的，保證了系統的安全，也為農業(yè)資源的管理提供了基礎、有效的數據，提高了農業(yè)的管理水平和生產效率。農業(yè)智能信息化監(jiān)控系統可分為三個部分，分別是前端采集站、數據傳輸、遠程監(jiān)控中心。

前端采集站：前端設有各種環(huán)境信息采集設備及設備自動控制部分：包括空氣溫濕度信息監(jiān)測，土壤信息監(jiān)測，氣象信息監(jiān)測，視頻信息采集等功能，實現遠程管理農業(yè)的功能。

數據傳輸：數據傳輸部分使用遙測終端，通過對前端采集站采集的數據進行無線傳輸，同時接收后端傳輸的指令參數，適時對相應農業(yè)區(qū)相應功能做出及時的調整，提高農區(qū)資源利用率。

遠程監(jiān)控中心：通過遙測終端可以實現多個遠程監(jiān)控中心同時發(fā)送的功能，辰邁云平臺系統可以負責對采集的數據進行顯示、分析，方便監(jiān)控中心部門及時監(jiān)控農業(yè)數據，做到異常及時調整、故障及時修復、數據及時處理，有效管控農業(yè)內各項數據。

五、系統功能

1、數據實時監(jiān)測：

通過安裝于指定的監(jiān)測點的空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、土壤PH傳感器、光合有效輻射傳感器、CO2傳感器等設備實時監(jiān)測空氣的溫濕度、二氧化碳濃度、土壤溫濕度及PH值等相關數據

2、數據實時傳輸：

無線數傳設備通過無線網絡將采集到的數據通過智能網關實時傳向監(jiān)控中心，保證了數據的及時性和準確性。

3、智能聯動控制：

聯動控制系統由加熱、噴灌、通風、卷簾設備及其配套PLC及Wifi設備服務器組成，當傳感器采集的環(huán)境數據與標準值對比超出臨界范圍時，控制器自動啟動相關硬件設備對作物生長環(huán)境加熱、澆水、通風、卷簾加減光照輻射，實現作物生長過程精確控制。

4、種植環(huán)境可視化：

智慧農業(yè)信息展示屏由液晶板拼接而成，用于展示農業(yè)大棚內各傳感器采集的環(huán)境數據和現場場景。

六、系統特點

?開放式結構：具有良好的擴展性，便于后續(xù)系統的升級完善；

?GIS模塊：以GIS技術為支撐，實現地圖查詢管理，界面友好，操作靈活；

?通訊方式靈活：根據現場情況可以靈活選擇2G/3G/4G/5G或光纖等通訊方式；

?穩(wěn)定可靠：采用高性能工業(yè)級遙測終端RTU設備，系統運行安全穩(wěn)定；

?低功耗設計：支持實時測報，定時測報，喚醒功能等，最大限度降低系統功耗；

?供電方式靈活：可選擇市電供電，市電太陽能互補供電，太陽能供電，電池供電；

?分級管理：可設置不同級別管理權限，做到安全有效管理。

七、軟件云平臺

農業(yè)智能信息化管理系統是為農業(yè)信息化管理專門設計的管理軟件系統平臺，平臺以農業(yè)優(yōu)化配置和調度為主要目標，以數據為核心，實現農業(yè)管理“一張圖”。

平臺依據標準化和規(guī)范化原則、科學性和先進性原則、開放性和擴展性原則、經濟性和實用性原則，結合了當前先進的人工智能、物聯網技術、云服務技術、空間地理信息技術和移動應用技術等進行研發(fā)設計。平臺涵蓋了灌區(qū)智管理涉及的信息采集、農作物管理、防汛抗旱、農作物巡檢等應用功能，以豐富的圖形、數據界面展示，簡化的操作功能模塊，做到貼近農業(yè)管理實際，為農業(yè)領域智慧化、信息化提供高效管理和數據支撐服務。

八、方案價值

智慧農業(yè)利用互聯網、物聯網和云計算等現代信息技術成果，改造提升整個農業(yè)產業(yè)鏈，促進農業(yè)與二三產業(yè)交叉滲透、融合發(fā)展，提升了農業(yè)競爭力，拓展了農業(yè)發(fā)展空間。智慧農業(yè)是農業(yè)發(fā)展的必然趨勢，大力發(fā)展智慧農業(yè)對提高我省農業(yè)現代化水平、促進農業(yè)轉型升級、提高經濟發(fā)展質量和效益，有著重要的現實意義。

企業(yè)介紹

福建蜂窩物聯網科技有限公司，領先的物聯網設備和解決方案提供商。公司以“數智感知，精準控制“為初心，自主創(chuàng)新研發(fā)4G/5G和NB系列數據采集器、傳感器、控制器和物聯網云平臺，可實現在線環(huán)境監(jiān)測、智能分析預警、遠程自動化控制和可視化管理等功能，廣泛應用于智慧農業(yè)、林業(yè)、水利、工業(yè)、環(huán)保和科研教學等領域。